Question

20．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如甲乙图所示

实验次数 物理量	1	2	3
钩码重G（N）	4	4	6
钩码上升高度h（m）	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F（N）	1.8	1.6	2.5
绳端移动距离S（m）	0.3	0.5	0.3
机械效率η	74%

（1）请你帮他们计算出第2和第3次滑轮组的机械效率，并填写在表格中；
（2）通过表中数据可知第3次实验是用甲图做的实验（选填“甲”或“乙”）；
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组增加物重，可以提高滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）由图通过动滑轮绳子的段数n=3，由表格数据根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算第2次实验的机械效率；
（2）由s=nh判断通过动滑轮绳子的段数，从而可知实验是用哪个图做的；
（3）先确定1、2两次实验所用的滑轮组，分析1、2两次实验数据找到相同量和不同量得出结论；
（4）实验1和实验3使用的是同一滑轮组，提起物体重不同，由表格数据可知机械效率与物重的关系．

解答 解：
（1）由图可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，
由表格数据第2次实验中，物体重G=4N，拉力F=1.6N，钩码上升高度h=0.1m，绳端移动距离s=0.5m，所以此次实验的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.6N×0.5m}$×100%=50%；
同理第3次实验的机械效率：
η′=$\frac{G′h′}{F′s′}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.5N×0.3m}$×100%=80%；
（2）由s=nh可知通过动滑轮绳子的段数
n=$\frac{s′}{h′}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，
所以第3次实验是用甲图做的实验；
（3）s=nh可知第1次实验用甲图做的，第2次是由乙图做的，
由表格数据两次中提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；
（4）实验1和实验3使用的是同一滑轮组，提起物体重不同，由表格数据可知：同一滑轮组提起的物体越重，机械效率越高，即使用同一滑轮组增加物重，可以提高滑轮组的机械效率．
故答案为：（1）50%；80%；（2）甲；（3）越低；（4）增加物重．

点评 滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关，如果动滑轮重不变，物体越重，机械效率越高；如果物体重不变，动滑轮越重，机械效率越低．